组装设备时电气工程师应选用哪类型的传感器？

      一台设备所采用的的传感器是否先进、可靠有时直接决定了设备的先进性和可靠性。

 

      很多机械工程师在观念上有一个误区：机械工程师只负责机构的东西，传感器、电气元件选用及控制方案是电气工程师或系统工程师的事。如果你是某个项目的总设计工程师，在方案构想阶段就要考虑到选用哪些类型的传感器以及设备的动作流程和控制方式。

一、传感器定义

      传感器是个复杂的设备，经常会被用来检测和响应电信号或光信号。传感器将物理参数（例如：温度、血压、湿度、速度等）转换成可以用电测量的信号。

      我们可以先来解释一下温度的例子，玻璃温度计中的水银使液体膨胀和收缩，从而将测量到的温度转换为可被校准玻璃管上的观察者读取的温度。

 

二、传感器选择的标准

      在选择传感器时，必须考虑某些特性，具体如下：

1、准确性；

2、环境条件——通常对温度/湿度有限制；

3、范围——传感器的测量极限；

4、校准——对于大多数测量设备而言必不可少，因为读数会随时间变化；

5、分辨率——传感器检测到的最小增量；

6、价格；

7、重复性——在相同环境下重复测量变化的读数。

三、传感器分类的标准

     传感器分为以下标准：

1、主要输入数量（被测量者）；

2、转导原理（利用物理和化学作用）；

3、材料与技术；

4、财产；

5、应用程序。

       转导原理是有效方法所遵循的基本标准。通常，材料和技术标准由开发工程小组选择。

       根据属性分类如下：

·温度传感器——热敏电阻、热电偶、RTD、IC等。

·压力传感器——光纤、真空、弹性液体压力计、LVDT、电子。

·流量传感器——电磁、压差、位置位移、热质量等。

·液位传感器——压差、超声波射频、雷达、热位移等。

·接近和位移传感器——LVDT、光电、电容、磁、超声波。

·生物传感器——共振镜、电化学、表面等离子体共振、光寻址电位测量。

·图像——电荷耦合器件、CMOS。

·气体和化学传感器——半导体、红外、电导、电化学。

·加速度传感器——陀螺仪、加速度计。

·其他——湿度、湿度传感器、速度传感器、质量、倾斜传感器、力、粘度。

　　来自生物传感器组的表面等离子体共振和光可寻址电位是基于光学技术的新型传感器。与电荷耦合器件相比，CMOS图像传感器的分辨率较低，CMOS具有体积小、价格便宜、功耗低的优点，因此可以更好地替代电荷耦合器件。加速度计由于在未来的应用中（如飞机、汽车等）以及在视频游戏、玩具等领域中的重要作用而被独立分组。磁强计是测量磁通强度B（以特斯拉或As/m2为单位）的传感器。

 

根据传感器的电源或能量供应要求进行分类：

·有源传感器–需要电源的传感器称为有源传感器。示例：激光雷达（光探测和测距）、光电导单元。

·无源传感器–不需要电源的传感器称为无源传感器。例如：辐射计、胶片摄影。

根据应用分类如下：

·工业过程控制、测量和自动化

·非工业用途-飞机、医疗产品、汽车、消费电子产品、其他类型的传感器。

根据当前和未来的应用前景中，传感器可分为以下几类：

·加速计——它们基于微电子机械传感器技术。它们用于病人监测，包括配速器和车辆动态系统。

·生物传感器——它们基于电化学技术。它们用于食品测试、医疗设备、水测试和生物战剂检测。

·图像传感器——它们基于CMOS技术。它们被用于消费电子、生物测定、交通和安全监视以及个人电脑成像。

·运动探测器——基于红外线、超声波和微波/雷达技术。它们被用于电子游戏和模拟，光激活和安全检测。